ランキング上位の部位で生じる痛烈な反応は、患者の気の持ちようや痛みに弱いといった精神論ではありません。末梢神経解剖学および生体力学の観点から、生理学的に避けがたい決定的な構造理由が存在します。
まず、指先局所麻酔激痛の理由は、感覚情報を脳へ高精度に送るための受容器構造にあります。ヒトの指腹部には、触覚や痛覚を感知するマイスナー小体やメルケル盤、自由神経終末が平方センチメートルあたり数千個単位で密集しています。さらに致命的なのが組織の密閉性です。指先は強靭な線維組織によって骨と強固に結合しており、皮下腔が小さな区画（コンパートメント）に仕切られています。狭い空間に麻酔液という物理的な液体が強制注入されると、区画内の組織圧が一瞬にして跳ね上がり、痛覚神経を全方位から強烈に圧迫します。針の先端による機械的刺激と、水圧による破裂寸前の内圧痛が重なることで、脳へ激痛の警報が届くのです。
一方、足の裏局所麻酔痛みの真相も同様のメカニズムを辿りますが、こちらは角質層の分厚さと線維性隔壁が最大のハードルとなります。足底の皮膚は体重を支えるため、ケラチン蛋白で硬く覆われています。穿刺の際、医師は針を強い力で押し込まねばならず、針先が組織を押し潰すような物理的せん断応力が発生します。さらに足底の皮下脂肪はハニカム状の線維性隔壁に包まれており、注入されたリドカインなどの薬液が周囲へ拡散しにくい構造です。逃げ場を失った薬液が神経を圧迫するため、電撃のような鈍く重い痛みが奥底へと突き抜けます。
加えて、歯科臨床において悪名高い歯科浸潤麻酔痛い場所の代表格である「上顎口蓋部（上あごの裏側）」も、解剖学的に同一の罠を抱えています。口蓋粘膜は下層の硬口蓋の骨膜と強固に癒着しており、皮下結合組織がほとんど存在しません。骨と硬い粘膜の間に薬液を無理やり割り込ませるため、骨膜が物理的に剥がされるような強烈な圧迫痛を生じさせるのです。
